Start in Baikonur; Landung 75 km westlich von Karaganda.

Erster Nachtstart der bemannten Raumfahrt. Zu den Aufgaben der Besatzung gehörten visuelle und fotografische Beobachtung der Erdoberfläche sowie verschiedene astrophysikalische und physiologische Experimente. Nach einigen Tagen funktionierte eine Solarzelle nicht richtig, was aber keine gravierenden Auswirkungen auf die Mission hatte. Die Kapsel wurde nunmehr in eine langsame Rotation zur Sonne versetzt, um eine möglichst lange Sonneneinstrahlung auf das Sonnenpaddel zu haben, weil sich sonst die Batterien erschöpfen könnten. Kosmonautin Tereschkowa und ihre Tochter hatten zwischenzeitlich Gelegenheit mit Ehemann und Vater Nikolajew über Funk zu sprechen. Der Flugtag 10 war für die Kosmonauten ein freier Tag, sie nutzten das, um mit Kosmonaut Gorbatko auf der Erde über Funk Schach zu spielen. Ab Flugtag 12 hatten die Kosmonauten aber mit Müdigkeit und Konzentrationsproblemen zu kämpfen, die in einigen kleineren Fehlern mündeten.

Die Landung verlief ohne Schwierigkeiten, allerdings hatte man seitens der Sowjets offensichtlich die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper unterschätzt. Die Kosmonauten konnten nicht gehen und mussten gestützt werden, nachdem sie aus der Kapsel herausgekommen waren. Die Kosmonauten wirkten ausgesprochen krank. Es waren auch keine Vorbereitungen getroffen worden, um ihnen die Rückkehr zu erleichtern (z.B. Sessel, wie es heute üblich ist). Sie wurden aber anschließend in ein Krankenhaus transportiert. Alles in allem gelang es jedoch, mit diesem Flug einen neuen Langzeitrekord aufzustellen. Aber es war auch der letzte Rekord, der von einem Raumschiff aufgestellt wurde, das nicht an einer Orbitalstation angedockt sein würde.